16-mavzu graflarning berilish usullari. Qo`shnilik va intsedentlik matritsalari. Graflarning izomorfligi. Grafning maxsus turdagi ko‘phad yordamida berilishi

Misol. ko‘phadga mos keluvchi grafning geometrik tasvirini topamiz. Bu ko‘phadning tarkibiga ko‘ra unga mos keluvchi oriyentirlanmagan grafda 4ta uch va 6ta qirra bo‘lib, bu qirralardan ikkitasi karrali ( ) va bittasi sirtmoq ( ) ekanligini ta’kidlaymiz.

Qo‘shnilik matritsalari. Endi grafning boshqa bir berilish usuli negizida yotuvchi graf uchlari qo‘shniligi matritsasi tushunchasini qarab chiqamiz.

– uchlari soni ga teng bo‘lgan belgilangan, sirtmoqsiz va karrali qirralarsiz graf bo‘lsin.

Elementlari

ko‘rinishda aniqlangan ( ; ) matritsani grafning uchlari qo‘shniligi matritsasi deb ataymiz.

Bu ta’rifdan sirtmoqsiz va karrali qirralari bo‘lmagan graf uchlari qo‘shniligi matritsasining bosh diagonalida faqat nollar bo‘lishi, satrlaridagi birlar soni esa mos uchlarning darajalariga tengligi kelib chiqadi.

Uchlari soni ga teng bo‘lgan belgilangan oriyentirlangan grafning uchlari qo‘shniligi -matritsasi deb elementlari

ko‘rinishda aniqlangan ( , ) matritsaga aytiladi.

Endi uchlari bo‘lgan belgilangan oriyentirlanmagan multigraf bo‘lsin. elementlari grafning va uchlarini tutashtiruvchi qirralar soniga teng bo‘lgan ( )matritsa oriyentirlanmaganmultigrafning uchlari qo‘shniligi matritsasi deb ataladi.

Misol. 1- shaklda tasvirlangan oriyentirlanmagan multigraf uchlari qo‘shniligi matritsasi quyidagicha bo‘ladi:

.

Karrali yoylari bo‘lgan sirtmoqsiz orgraf uchlari qo‘shniligi matritsasi tushunchasini ham yuqoridagiga o‘xshash ta’riflash mumkin.

Teorema.Graflar faqat va faqat uchlari qo‘shniligi matritsalari bir-birlaridan satrlarining o‘rinlarini va ustunlarining o‘rinlarini mos almashtirishlar yordamida hosil bo‘lsagina izomorf bo‘lishadi.

Isboti.Abstrakt grafga, uning uchlarini belgilashga (raqamlashga) bog‘liq ravishda, turlicha qo‘shnilik matritsalari mos kelishi tabiiydir. Bu matritsalarni solishtirish maqsadida har birining ta uchlari bo‘lgan ixtiyoriy ikkita belgilangan, o‘zaro izomorf va graflarni qaraymiz. va graflar uchlariga mos qo‘yilgan belgilar turlicha va ulardan biri boshqasidan uchlarning qo‘shniligini saqlovchi qandaydir qoidani qo‘llab hosil qilingan bo‘lsin, ya’ni grafdagi va uchlar faqat va faqat grafning va uchlari qo‘shni bo‘lsagina qo‘shni bo‘lsin. grafning uchlari qo‘shniligi matritsasini ( ) bilan grafning uchlari qo‘shniligi matritsasini esa ( ) bilan belgilasak, o‘rinli bo‘ladi.

Shunday qilib, manfiymas butun sonlardan tashkil topgan va graf uchun uchlari qo‘shniligi matritsasi bo‘lgan kvadrat matritsa bilan graf orasida bir qiymatli moslik (izomorflik aniqligida) bor degan xulosa va, bundan, graflar nazariyasi bo‘yicha izlanishlar maxsus shartlarni qanoatlantiruvchi mat-ritsalarni tadqiq qilishga keltirilishi mumkinligi kelib chiqadi.

( ) qirralarga ega yakkalangan uchlari, sirtmoq va karrali qirralari bo‘lmagan graf uchun elementlari

quyidagicha aniqlangan ( , ) -matritsagrafning qirralari qo‘shniligimatritsasideb ataladi.

Misol.12- shaklda tasvirlangan grafda 5ta qirra bo‘lib, uning qirralari qo‘shniligi matritsasi

ko‘rinishga egadir.

Ravshanki, sirtmoqsiz va karrali qirralarsiz graf qirralari qo‘shniligi matritsasi bosh diagonalga nisbatan simmetrik kvadrat matritsadir va uning bosh diagonali nollardan iborat.